“問天”實驗艙出征在即，本次任務有何看點？

中國空間站即將迎來新的艙段——問天實驗艙，該艙段也是我國迄今為止發射的最重載荷。

問天實驗艙即將搭乘長征五號B遙三運載火箭發射升空，此前，7月18日，問天實驗艙與長征五號B遙三運載火箭組合體已轉運至發射區。那麼，本次發射任務有何看點呢？

問天實驗艙與天和核心艙外形對比圖。本文圖片來源：中國載人航天官網、航天科技集團五院、一院、央視新聞截圖。

空間站首次有人狀態迎接航天器

此次發射是中國空間站進入建造階段後的第三次發射，也是這一階段首次在有人狀態迎接航天器來訪。

據航天科技集團五院空間站任務總設計師楊宏此前介紹，中國空間站總體構型是3個艙段，包括天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙，整體呈T字構型。其中，天和核心艙已在2021年4月發射成功。

問天實驗艙發射後，將與中國空間站進行對接，這也是空間站首次在有航天員的狀態下迎接航天器來訪。澎湃新聞從抓總研製問天實驗艙的航天科技五院獲悉，問天實驗艙將與天和核心艙完成前向對接，完成“一”字構型。

7月17日，天舟三號貨運飛船完成全部既定任務，於17日上午撤離空間站組合體。天舟三號撤離前停靠的對接端口，是空間站核心艙的前向對接口，這也是後續問天實驗艙發射以後要對接的對接口，所以在問天發射之前，天舟三號要從組合體撤離，讓出對接口迎接問天實驗艙的到來。

23噸的問天實驗艙與40多噸的空間站組合體，將是我國目前最大噸位的兩個航天器之間的交會對接，也是我國空間站第一次在有人的狀態下進行交會對接。如此大場面，“身經百戰”的對接機構依然可以駕輕就熟。

中國空間站總體構型是3個艙段，包括天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙，整體呈 T 字構型。

國內最大的單體航天器進入太空

據瞭解，問天實驗艙軸全長17.9米，艙體最大直徑4.2米，發射質量23噸，工作艙、氣閘艙、資源艙三部分組成，與天和核心艙相比，問天實驗艙更重、更大，具備更強的超萬瓦級的供電能力、千兆級的信息傳輸能力，是國內迄今為止發射的最大的單體航天器。

問天實驗艙配置了與核心艙一樣的航天員生活設施，將來可以與核心艙一起，接受兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活，若天和核心艙出現故障，問天實驗艙可以作為備份艙段對空間站進行控制。

據悉，迎來問天實驗艙後，航天員將進入艙內啓動生命維持系統，完成科學實驗櫃的組裝，同時開展交叉科學實驗。作為航天員未來在空間站內進行空間生命科學研究的主要基地，問天實驗艙的工作艙也更為寬敞，艙內配置了多台科學實驗櫃，推動我國在生命生態、生物技術和變重力科學等科技領域的相關研究。

此外，全新的太空授課也將在問天實驗艙開展，航天員還會擇機首次從問天實驗艙的出艙口出艙。此前，神舟十四號航天員乘組已經完成了對艙外航天服的巡檢測試。按計劃，在軌期間他們將從問天實驗艙出艙口完成2到3次出艙活動。

搭載了三名航天員的神舟十四號載人飛船在上個月6月5日發射成功，採用自主快速交會對接模式，經過6次自主變軌後在當日17時42分成功對接於天和核心艙徑向端口，整個對接過程歷時約7小時。6月5日20時50分，航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次全部進入天和核心艙。6月6日，三名航天員在12時19分順利進入天舟四號貨運飛船。

據瞭解，神舟十四號三名航天員的伙食有魚香肉絲、宮保雞丁、麻婆豆腐，有雞有魚、葷素搭配。豆漿、月餅、巧克力，傳統飲品、特色小吃等等，而且還能自己做酸奶。

問天實驗艙。

長五B火箭首次零窗口發射

執行此次發射任務的是長征五號B運載火箭（以下簡稱長五B火箭）。作為我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭，長五B火箭擁有長達20.5米的國內最大整流罩，近地軌道運載能力達到25噸級。

長五B火箭是在長五火箭基礎上研製的一級半構型運載火箭。作為“胖五”家族的一員，其在2020年5月5日首飛成功，將新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙送入太空。2021年4月29日，長五B火箭成功發射天和核心艙，打響了空間站建造的開局之戰。

根據中國載人航天工程辦公室介紹，今年將實施6次飛行任務，完成我國空間站在軌建造。其中，長五B火箭在7月發射問天實驗艙與天和核心艙對接，10月發射夢天實驗艙與天和核心艙對接，完成中國空間站在軌建造。

本次任務中，長五B火箭實施零窗口發射，這也是長五系列火箭首次執行零窗口發射任務。“零窗口”是指發射時間範圍為零的發射窗口，也就是要求火箭必須分秒不差地點火升空。

火箭院長五B火箭總體副主任設計師劉秉介紹：“問天實驗艙需要與空間站天和核心艙進行快速交會對接，因此，必須在規定時間分秒不差地發射，否則將無法到達指定位置，需要耗費巨大代價調整軌道；甚至導致發射終止，那就需要等待下一個發射窗口重新組織發射，嚴重影響任務週期。”

長五B火箭擁有長達20.5米的國內最大整流罩，近地軌道運載能力達到25噸級。

國內最大面積太陽翼上天

隨着更多的科學實驗任務的開展，空間站載荷供電需求也成倍增加。因此，問天實驗艙配置了目前國內研製的最大面積可展收柔性太陽翼，單翼全展開狀態下長達27米，面積可達134平米，不管是展開面積還是供電能力，全新升級後的“翅膀”都達到了天和核心艙太陽翼的兩倍之多，雙翼超萬瓦級的供電讓空間站基本實現了“用電無憂”。

除了“新面貌”令人驚豔，問天實驗艙太陽翼還將以全新的“出場方式”亮相。為了避免問天實驗艙與空間站組合體交會對接時產生的碰撞會對“全部張開的翅膀”帶來衝擊損傷，此次太陽翼的展開將分“兩步走”共七個步驟進行，期間還會有一次“中場休息”，全程歷時80分鐘。展開、鎖緊、再展開、再鎖緊，憑藉其“高可靠可重複展收”的硬核技術，問天實驗艙太陽翼在太空中收放自如、剛柔並濟，時刻確保“電力在線”。

受太陽入射角和空間站飛行姿態的影響，太陽翼的發電效率會因時段不同、姿態不同而產生相應變化。為了讓“柔性翅膀”24小時不間斷追蹤太陽，保持最高狀態的發電效率為空間站保障用電。問天實驗艙首次採用太陽翼雙自由度同時轉動，確保每一縷陽光都垂直照射在太陽翼上。

為了實現這一技術，航天科技集團八院自主研製出我國目前設計規模最大、連續工作壽命最長、傳輸功率最大的大型迴轉運動類空間機構產品——對日定向裝置，有了它的加持，空間站將實時捕捉每一道陽光，保證空間站源源不斷的能量供給。